JP2022092151A - 画像生成装置、画像生成方法、および画像生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画質を向上させた磁気共鳴画像を生成する。【解決手段】画像生成装置１は、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたＭＲデータと、ＭＲデータの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得する取得部と、リードアウト方向ごとのＭＲデータと複数の感度マップとを用いてリードアウト方向に沿った１Ｄフーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１Ｄ画像空間において折り返しが展開された展開データを生成する展開データ生成部と、展開データに対してリードアウト方向に沿った１Ｄ逆フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、当該ＭＲデータに対してデータが補完された補完データを生成する補完データ生成部と、補完データに基づいてＭＲ画像を生成する画像生成部とを備える。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、画像生成装置、画像生成方法、および画像生成プログラムに関する。

磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置におけるイメージングの共通課題として、受信された磁気共鳴（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：以下、ＭＲと呼ぶ））信号に対するサンプリングレートの不足（換言するとサンプリング間隔の逆数に相当する撮像視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）の不足）に起因する画像の折り返りがある。この課題に対処するための技術として、サンプリングレートと合わせたローパスフィルタの設定や、ＭＲ信号に対するオーバーサンプリングなどといった技術がある。

しかしながら、例えば、ラディアルスキャンに代表されるような、リードアウト方向が変化するスキャンにおいては、当該技術におけるローパスフィルタをＭＲ信号に対して用いると、リードアウト方向に応じてローパスフィルタによりカットされる信号の量が異なる。その結果、異なるリードアウト方向間でのｋ空間に配置されたＭＲデータの一貫性が損なわれることとなる。これにより、リードアウト方向が変化するスキャンに伴って生成されたＭＲ画像には、例えば、ストリークと呼ばれる筋状のアーチファクトなどのノイズが生じ、画質が低下するという問題がある。画質低下を解消するために十分なオーバーサンプリングが必要とされるが、ＭＲＩ装置における性能の限界（例えば、サンプリング周期やデータ量の上限など）により、十分なオーバーサンプリングが実行できない問題がある。

特開２０２０－１１５９６７号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、画質を向上させた磁気共鳴画像を生成することにある。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る画像生成装置は、取得部と、展開データ生成部と、補完データ生成部と、画像生成部と、を備える。取得部は、第１のリードアウト方向と前記第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集された磁気共鳴データと、前記磁気共鳴データの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得する。展開データ生成部は、前記リードアウト方向ごとの前記磁気共鳴データと前記感度マップとを用いて前記リードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成する。補完データ生成部は、前記展開データに対して前記リードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、前記磁気共鳴データに対してデータが補完された補完データを生成する。画像生成部は、前記補完データに基づいて磁気共鳴画像を生成する。

図１は、実施形態に係る画像生成装置の一例を示すブロック図。 図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の一例を示すブロック図。 図３は、実施形態に係る受信回路の構成の一例を示す図。 図４は、実施形態に係り、本スキャンにおいて、ＭＲ信号のリードアウトに関するｋ空間でのトラジェクトリーの一例を示す図。 図５は、実施形態に係る画像生成処理の手順の一例を示すフローチャート。 図６は、実施形態に係り、ｋ空間におけるリードアウト方向およびサンプリング点におけるＭＲデータの一例を示す図。 図７は、実施形態に係り、リードアウト方向ＲＯＤに関して、複数の感度マップによって展開される前の１次元画像空間における１次元画像の一例を示す図。 図８は、実施形態に係り、複数の感度マップにより折り返しの展開処理が実行された展開データの一例を示す図。 図９は、実施形態に係り、図６に示すＭＲデータにより生成された補完データの一例を示す図。 図１０は、比較例としてＭＲデータに対して既存の再構成手法により生成されたＭＲ画像と、本実施形態における画像生成処理により補完データに基づいて生成されたＭＲ画像との一例を示す図。

以下、図面を参照しながら、画像生成装置、画像生成方法、および画像生成プログラムの実施形態について詳細に説明する。図１は、画像生成装置１の一例を示すブロック図である。画像生成装置１は、例えば、本画像生成装置１における各種機能が搭載されたモダリティや、院内などにおけるサーバに搭載される。なお、画像生成装置１における各種機能は、医用画像管理システム（以下、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と呼ぶ）のサーバや、病院情報システム（以下、ＨＩＳ（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ぶ）のサーバなどに搭載されてもよい。

また、モダリティは、例えば、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：陽電子放出コンピュータ断層撮影）－ＭＲＩ装置、ＳＰＥＣＴ（ｓｉｎｇｌｅ ｐｈｏｔｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：単一光子放出コンピュータ断層撮影）－ＭＲＩ装置などのＭＲＩに関する医用画像診断装置である。以下、説明を具体的にするために、画像生成装置１は、ＭＲＩ装置に搭載されているものとする。このとき、ＭＲＩ装置は、処理回路１５における各種機能を有することとなる。

（実施形態）
図２は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の一例を示す図である。図２に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０５と、寝台１０７と、寝台制御回路１０９と、送信回路１１３と、送信コイル１１５と、受信コイル１１７と、受信回路１１９と、撮像制御回路（撮像制御部）１２１と、システム制御回路（システム制御部）１２３と、メモリ１３と、入力インターフェース１２７と、ディスプレイ１２９と、通信インターフェース１１と、処理回路１５と、を備える。なお、画像生成装置１は、通信インターフェース１１と、メモリ１３と、処理回路１５とに加えて、入力インターフェース１２７とディスプレイ１２９とをさらに有していてもよい。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒状に形成された磁石である。静磁場磁石１０１は、内部の空間に略一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１０１としては、例えば、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、円筒形の冷却容器の内面側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、傾斜磁場電源１０５から個別に電流供給を受けて、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生されるＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場および周波数エンコード用傾斜磁場を形成する。スライス選択用傾斜磁場は、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号と呼ぶ）の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。

傾斜磁場電源１０５は、撮像制御回路１２１の制御により、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する電源装置である。

寝台１０７は、被検体Ｐが載置される天板１０７１を備えた装置である。寝台１０７は、寝台制御回路１０９による制御のもと、被検体Ｐが載置された天板１０７１を、ボア１１１内へ挿入する。

寝台制御回路１０９は、寝台１０７を制御する回路である。寝台制御回路１０９は、入出力インターフェース１７を介した操作者の指示により寝台１０７を駆動することで、天板１０７１を長手方向および上下方向、場合によっては左右方向へ移動させる。

送信回路１１３は、撮像制御回路１２１の制御により、ラーモア周波数で変調された高周波パルスを送信コイル１１５に供給する。例えば、送信回路１１３は、発振部や位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、ＲＦアンプなどを有する。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数のＲＦパルスを発生する。位相選択部は、発振部によって発生したＲＦパルスの位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力されたＲＦパルスの周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変換部から出力されたＲＦパルスの振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。ＲＦアンプは、振幅変調部から出力されたＲＦパルスを増幅して送信コイル１１５に供給する。

送信コイル１１５は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルである。送信コイル１１５は、送信回路１１３からの出力に応じて、高周波磁場に相当するＲＦパルスを発生する。

受信コイル１１７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦコイルである。受信コイル１１７は、高周波磁場によって被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。受信コイル１１７は、受信されたＭＲ信号を受信回路１１９へ出力する。受信コイル１１７は、例えば、１以上、典型的には複数のコイルエレメントを有するコイルアレイである。以下、説明を具体的にするために、受信コイル１１７は、複数のコイルエレメントを有するコイルアレイとして説明する。

なお、受信コイル１１７は、一つのコイルエレメントにより構成されてもよい。また、図２において送信コイル１１５と受信コイル１１７とは別個のＲＦコイルとして記載されているが、送信コイル１１５と受信コイル１１７とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、被検体Ｐの撮像部位に対応し、例えば、頭部コイルのような局所的な送受信ＲＦコイルである。

受信回路１１９は、撮像制御回路１２１の制御により、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に基づいて、デジタルのＭＲ信号（以下、ＭＲデータと呼ぶ）を生成する。具体的には、受信回路１１９は、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に対して、検波、フィルタリングなどの信号処理を施した後、当該信号処理が施されたデータに対してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ））変換（以下、Ａ／Ｄ変換と呼ぶ）して、ＭＲデータを生成する。受信回路１１９は、生成されたＭＲデータを、撮像制御回路１２１に出力する。例えば、ＭＲデータは、コイルエレメントごとに生成され、コイルエレメントを識別するタグとともに、撮像制御回路１２１に出力される。

図３は、受信回路１１９の一例を示す図である。受信回路１１９は、例えば、ローパスフィルタ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ：低域通過フィルタ）１９１と、Ａ／Ｄ変換器１９３とを有する。なお、受信回路１１９には、ローパスフィルタ１９１およびＡ／Ｄ変換器１９３以外に、上記信号処理に対応する例えば検波器などの各種回路が搭載されてもよい。

ローパスフィルタ１９１には、撮像制御回路１２１を介して、設定機能１５３により設定されたカットオフ（遮断）周波数が入力される。すなわち、ローパスフィルタ１９１における通過帯域は、設定機能１５３により設定される。なお、カットオフ周波数は、処理回路１５から直接ローパスフィルタ１９１へ入力されてもよい。ローパスフィルタ１９１は、入力されたカットオフ周波数を用いて、ＭＲ信号をフィルタリングする。

Ａ／Ｄ変換器１９３には、撮像制御回路１２１を介して、設定機能１５３により設定されたサンプリングレートが入力される。すなわち、ローパスフィルタ１９１におけるサンプリング間隔は、設定機能１５３により設定される。Ａ／Ｄ変換器１９３は、サンプリングレートに応じたサンプリングタイミングで、ローパスフィルタ１９１を通過したＭＲ信号をサンプリングする。これにより、Ａ／Ｄ変換器１９３は、ＭＲデータを生成する。

撮像制御回路１２１は、処理回路１５から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を制御し、被検体Ｐに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査の種類に応じたパルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源１０５により傾斜磁場コイル１０３に供給される電流の大きさ、傾斜磁場電源１０５により電流が傾斜磁場コイル１０３に供給されるタイミング、送信回路１１３により送信コイル１１５に供給される高周波パルスの大きさや時間幅、送信回路１１３により送信コイル１１５に高周波パルスが供給されるタイミング、受信コイル１１７によりＭＲ信号が受信されるタイミング等が定義されている。撮像制御回路１２１は、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１９からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータをメモリ１３に記憶させる。

撮像制御回路１２１は、撮像に関するパルスシーケンスを実行することにより、ＭＲデータを収集する。本実施形態において実行される撮像は、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向に対応する複数のＭＲ信号を取得するスキャンに相当する。

図４は、本スキャンにおいて、ＭＲ信号のリードアウトに関するｋ空間でのトラジェクトリーｋＴｒａの一例を示す図である。本スキャンは、例えば、図３に示すように、２次元的なラディアル収集Ｒ２Ｄ、３次元的なラディアル収集（スタックオブスターズ（Ｓｔａｃｋ－ｏｆ－ｓｔａｒｓ）Ｓｏｓ、クッシュボール（ｋｏｏｓｈ－ｂａｌｌ）ＫＢ）、プロペラ（ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ（ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ ｒｏｔａｔｅｄ ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ｐａｒａｌｌｅｌ ｌｉｎｅｓ ｗｉｔｈ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ））収集ＰＲＰ、その他の例えば２つのブレードによる収集ＢＬ２などがある。

以下、説明を具体的にするために、本スキャンは、２次元的なラディアル収集Ｒ２Ｄであるものとして説明する。２次元的なラディアル収集Ｒ２Ｄは、以下、簡便に、ラディアル収集と呼ぶ。被検体Ｐに対する本スキャンとして実施されるラディアル収集におけるリードアウトの回数、すなわちリードアウト方向のトラジェクトリーｋＴｒａの本数は、本スキャンに先立って予め設定されているものとする。

撮像制御回路１２１は、複数の感度マップ各々の生成に関するＭＲデータ（以下、感度データと呼ぶ）を、任意の撮像手法により収集する。複数の感度マップは、ＭＲデータの収集に用いられる受信コイル１１７における複数のコイルエレメントに対応し、当該コイルエレメントの感度の分布を示す複数の画像に相当する。感度マップは、複素数のデータで表現される。感度データの収集は、例えば、本スキャンとしてのラディアル収集Ｒ２Ｄに先立って、ロケータスキャンなどを含むプリスキャンにおいて撮像制御回路１２１により実行される。撮像制御回路１２１は、例えばプロセッサにより実現される。

「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

システム制御回路１２３は、ハードウェア資源として図示していないプロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ等を有し、システム制御機能によりＭＲＩ装置１００を制御する。具体的には、システム制御回路１２３は、メモリに記憶されたシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本ＭＲＩ装置１００の各回路を制御する。

例えば、システム制御回路１２３は、入力インターフェース１２７を介して操作者から入力された撮像条件に基づいて、撮像プロトコルをメモリ１３から読み出す。システム制御回路１２３は、撮像プロトコルを撮像制御回路１２１に送信し、被検体Ｐに対する撮像を制御する。システム制御回路１２３は、例えばプロセッサにより実現される。なお、システム制御回路１２３は、処理回路１５に組み込まれてもよい。このとき、システム制御機能は処理回路１５により実行され、処理回路１５は、システム制御回路１２３の代替として機能する。システム制御回路１２３を実現するプロセッサは、上述と同様な内容なため、説明は省略する。

メモリ１３は、システム制御回路１２３において実行されるシステム制御機能に関する各種プログラム、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件等を記憶する。また、メモリ１３は、処理回路１５により実現される特定機能１５１、設定機能１５３、取得機能１５５、展開データ生成機能１５７、補完データ生成機能１５９、画像生成機能１６１を、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶する。

また、メモリ１３は、画像生成機能１６１により生成されたＭＲ画像や、ロケータスキャンなどのプリスキャンにより生成されたプリスキャン画像を記憶する。プリスキャン画像は、例えば、本スキャンにおける撮像視野（以下、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）と呼ぶ）を設定するための位置決め画像（ロケータ画像とも称される）や、本スキャンにおけるＭＲ画像の生成（再構成）に用いられる感度マップなどである。例えば、メモリ１３は、受信コイル１１７における複数のコイルエレメントにそれぞれ対応する複数の感度マップを記憶する。また、メモリ１３は、ロケータ画像において設定されたＦＯＶを記憶する。

メモリ１３は、プリスキャンの後に実行される本スキャンに関して、Ａ／Ｄ変換器１９３において用いられるサンプリングレート（サンプリング周波数とも称される）またはサンプリング間隔を記憶する。また、メモリ１３は、本スキャンに関して、ローパスフィルタ１９１において用いられるカットオフ周波数を記憶する。メモリ１３は、本スキャンに関するＭＲデータおよび当該ＭＲデータに基づいてＭＲ画像を再構成するアルゴリズムを記憶する。

なお、メモリ１３は、通信インターフェース１１を介して受信された各種データを記憶してもよい。例えば、メモリ１３は、放射線情報システム（ＲＩＳ：Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等の医療機関内の情報処理システムから受信した被検体Ｐの検査オーダに関する情報（撮像対象部位、検査目的等）を記憶する。

メモリ１３は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、光ディスク等により実現される。また、メモリ１３は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭドライブやＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）ドライブ、フラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等で実現されてもよい。

入力インターフェース１２７は、操作者からの各種指示（例えば、電源投入指示）や情報入力を受け付ける。入力インターフェース１２７は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース１２７は、処理回路１５に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１５へと出力する。なお、本明細書において入力インターフェース１２７は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、ＭＲＩ装置１００とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１２７の例に含まれる。

入力インターフェース１２７は、ディスプレイ１２９に表示されたロケータ画像に対して、ユーザの指示によりＦＯＶを入力する。具体的には、入力インターフェース１２７は、ディスプレイ１２９に表示されたロケータ画像において、ユーザによる範囲の設定指示によりＦＯＶを入力する。また、入力インターフェース１２７は、検査オーダに基づくユーザの指示により、本スキャン関する各種撮像パラメータを入力する。

ディスプレイ１２９は、処理回路１５またはシステム制御回路１２３による制御のもとで、各種のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、処理回路１５によって生成されたＭＲ画像、ロケータ画像などのプリスキャン画像等を表示する。また、ディスプレイ１２９は、本スキャンやプリスキャンに関する撮像パラメータ撮像、および画像処理に関する各種情報などを表示する。ディスプレイ１２９は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイ、モニタ等の表示デバイスにより実現される。

通信インターフェース１１は、例えば、ＨＩＳ、ＰＡＣＳなどとの間でデータ通信を行う。通信インターフェース１１および病院情報システムとの通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、ＨＬ７（Ｈｅａｒｔｈ Ｌｅｖｅｌ ７）、ＤＩＣＯＭ、又はその両方等が挙げられる。通信インターフェース１１は、ＲＩＳ等の医療機関内の情報処理システムから受信した被検体Ｐの検査オーダに関する情報（撮像対象部位、検査目的等）を受信する。また、ＭＲＩ装置１００に画像生成装置１が搭載されていない場合、画像生成装置１における通信インターフェース１１は、被検体Ｐに対する検査において当該被検体Ｐを撮像するＭＲＩ装置１００などからＭＲデータを受信する。このとき、受信されたＭＲデータは、メモリ１３に記憶される。

処理回路１５は、例えば、上述のプロセッサなどにより実現される。処理回路１５は、特定機能１５１、設定機能１５３、取得機能１５５、展開データ生成機能１５７、補完データ生成機能１５９、画像生成機能１６１などを備える。特定機能１５１、設定機能１５３、取得機能１５５、展開データ生成機能１５７、補完データ生成機能１５９、画像生成機能１６１をそれぞれ実現する処理回路１５は、特定部、設定部、取得部、展開データ生成部、補完データ生成部、および画像生成部に相当する。特定機能１５１、設定機能１５３、取得機能１５５、展開データ生成機能１５７、補完データ生成機能１５９、画像生成機能１６１などの各機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１３に記憶されている。例えば、処理回路１５は、プログラムをメモリ１３から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５は、特定機能１５１、設定機能１５３、取得機能１５５、展開データ生成機能１５７、補完データ生成機能１５９、画像生成機能１６１などの各機能を有することとなる。

上記説明では、「プロセッサ」が各機能に対応するプログラムをメモリ１３から読み出して実行する例を説明したが、実施形態はこれに限定されない。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサはメモリ１３に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサがＡＳＩＣである場合、メモリ１３にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。また、単一の記憶回路が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１５は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

処理回路１５は、特定機能１５１により、被検体Ｐのプリスキャン画像において、複数のＭＲ信号の発生に関する信号領域を特定する。信号領域は、撮像空間において、水分子などプロトンが存在する領域に相当する。特定機能１５１は、プリスキャン画像において、被検体Ｐが撮像されている領域（以下、撮像領域と呼ぶ）を、信号領域として特定する。具体的には、特定機能１５１は、プリスキャン画像における被検体Ｐの画像の検出、またはプリスキャン画像に対するユーザの指定により、被検体Ｐの領域に相当する撮像領域を特定する。

例えば、特定機能１５１は、撮像領域を検出する領域検出処理をプリスキャン画像に適用することにより、信号領域を特定する。領域検出処理は、プリスキャン画像におけるエッジ検出など既存の画像認識処理を用いることができるため、説明は省略する。また、特定機能１５１は、ディスプレイ１２９に表示されたプリスキャン画像において、入力インターフェース１２７を介したユーザの領域特定指示の入力に従って、信号領域を特定する。領域特定指示は、例えば、プリスキャン画像において範囲を指定するための図形（例えば、長方形などの矩形や楕円など）の入力指示である。

処理回路１５は、設定機能１５３により、ユーザにより入力されたＦＯＶ（以下ユーザＦＯＶと呼ぶ）に応じて、サンプリングレートを設定する。例えば、設定機能１５３は、当該ＦＯＶの大きさの逆数を定数倍することにより、オーバーサンプリングに対応するサンプリングレート（オーバーサンプリングに対応するサンプリング間隔）を設定する。サンプリングレートの上限（以下、上限レートと呼ぶ）は、ＭＲＩ装置１００の性能限界に基づいて予め設定されている。このため、設定機能１５３は、上限レート以下に、サンプリングレートを設定する。設定機能１５３は、撮像制御回路１２１を介して、設定されたサンプリングレートを、Ａ／Ｄ変換器１９３に出力する。これにより、ＭＲデータは、撮像視野に応じて設定されたサンプリングレートでＭＲ信号をサンプリングすることにより生成される。

処理回路１５は、設定機能１５３により、特定された信号領域に基づいて、ローパスフィルタ１９１においてＭＲ信号の通過帯域に関するカットオフ周波数を設定する。具体的には、設定機能１５３は、複数のリードアウト方向による被検体Ｐのスキャンである本スキャンにおけるユーザＦＯＶと、当該本スキャンにおける傾斜磁場の強度とをさらに用いて、カットオフ周波数を設定する。

なお、処理回路１５は、設定機能１５３により、被検体Ｐの本スキャンに関するユーザＦＯＶに基づいて、複数のリードアウト方向に対応する複数のＭＲ信号の通過帯域に関するカットオフ周波数を、信号領域によらずにリードアウト方向ごとに設定してもよい。また、設定機能１５３は、被検体Ｐの本スキャンに関してユーザＦＯＶと本スキャンにおける傾斜磁場の強度とに基づいて決定された周波数に定数を乗ずることにより、複数のリードアウト方向に対応する複数の磁気共鳴信号の通過帯域に関するカットオフ周波数を設定してもよい。

すなわち、カットオフ周波数は、複数のＭＲ信号各々の信号量が複数のリードアウト方向によらずに一定となるように、設定機能１５３により設定される。換言すれば、カットオフ周波数は、ＭＲ信号の発生に関する信号領域を包含するように、設定機能１５３により設定される。このとき、カットオフ周波数は、例えば、サンプリングレートすなわちサンプリング周波数より高くなる。これらのことから、Ａ／Ｄ変換器１９３によるサンプリング対象のＭＲ信号は、設定機能１５３により予め設定されたカットオフ周波数を用いたローパスフィルタ１９１により、受信コイル１１７により受信されたＭＲ信号をフィルタリングすることにより生成される。

処理回路１５は、取得機能１５５により、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたＭＲデータと、ＭＲ鳴データの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを、メモリ１３から取得する。取得されるＭＲデータは、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたものである。複数の感度マップは、ＭＲデータの収集に関する受信コイル１１７における複数のコイルエレメントに対応し、当該コイルエレメントの感度の分布を示すものである。なお、ＭＲＩ装置１００に画像生成装置１が搭載されていない場合、取得機能１５５は、通信インターフェース１１およびネットワークを介して各種ＭＲＩ装置から、当該ＭＲデータと複数の感度マップとを取得する。

処理回路１５は、展開データ生成機能１５７により、本スキャンにおける複数のリードアウト方向ごとのＭＲデータと複数の感度マップとを用いてリードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換を、リードアウト方向ごとに実行する。これにより、展開データ生成機能１５７は、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを、リードアウト方向ごとに生成する。展開データ生成機能１５７において実行される具体的な処理内容は、第１のリードアウト方向と当該第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向を用いて収集されたＭＲデータに基づいてＭＲ画像を生成する処理（以下、画像生成処理と呼ぶ）において、詳述する。

処理回路１５は、補完データ生成機能１５９により、展開データに対してリードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を、リードアウト方向ごとに実行する。これにより、補完データ生成機能１５９は、磁気共鳴データに対してデータが補完された補完データを、リードアウト方向ごとに生成する。補完データは、ＭＲデータの生成におけるＡ／Ｄ変換の前のＭＲ信号に対するサンプリングレートより高いサンプリングレートで当該ＭＲ信号をオーバーサンプリングしたｋ空間データに対応する。すなわち、補完データは、疑似的なオーバーサンプリングデータに相当する。換言すれば、補完データは、取得機能１５５により取得されたＭＲデータに対して、ＭＲデータの元となるＭＲ信号のオーバーサンプリングによる新たなデータを補間したデータに相当する。補完データ生成機能１５９において実行される具体的な処理内容は、画像生成処理において、詳述する。

処理回路１５は、画像生成機能１６１により、被検体Ｐに対するプリスキャンにより生成されたＭＲデータ（以下、プリスキャンデータと呼ぶ）を受信回路１１９から取得してｋ空間に配置し、ｋ空間に配置されたプリスキャンデータに基づいてプリスキャン画像を生成する。画像生成機能１６１は、生成されたプリスキャン画像を、メモリ１３に記憶させる。

例えば、処理回路１５は、画像生成機能１６１により、ロケータ画像の生成に関するスキャンにより生成されたＭＲデータを受信回路１１９から取得してｋ空間に配置し、ｋ空間に配置されたＭＲデータに基づいてロケータ画像を生成（再構成）する。また、画像生成機能１６１は、感度マップの生成に関するスキャンにより生成された感度データを受信回路１１９から取得してｋ空間に配置し、ｋ空間に配置された感度データに基づいて感度マップを生成（再構成）する。ロケータ画像や感度マップなどの生成は、既存の再構成手法を用いることできるため、説明は省略する。

処理回路１５は、画像生成機能１６１により、全てのリードアウト方向に関する補完データに基づいてＭＲ画像を生成する。補完データに基づくＭＲ画像の生成は、一般的な再構成手法で実現することができる。一般的な再構成手法とは、例えば、ＮＵＦＦＴ（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：不等間隔高速フーリエ変換）や、グリッディング（ｇｒｉｄｄｉｎｇ）などを用いた再構成手法である。一般的な再構成手法は、既存の技術で実現できるため、説明は省略する。

以上のように構成された本実施形態のＭＲＩ装置１００や画像生成装置１により実行される画像生成処理について、図５乃至図９を用いて説明する。図５は、画像生成処理の手順の一例を示すフローチャートである。まず、画像生成処理の実行に先立って実施される各種処理を説明し、次いで画像生成処理について説明する。

撮像制御回路１２１は、被検体Ｐに対してプリスキャンを実行する。処理回路１５は、画像生成機能１６１により、プリスキャンデータに基づいてプリスキャン画像を生成する。画像生成機能１６１は、生成されたプリスキャン画像、例えば、ロケータ画像およびコイル感度マップを、メモリ１３に記憶させる。システム制御回路１２３は、ロケータ画像をディスプレイ１２９に表示させる。

入力インターフェース１２７は、ユーザの指示により、ロケータ画像において、ＦＯＶ（以下、ユーザＦＯＶと呼ぶ）を入力する。ユーザＦＯＶは、メモリ１３に記憶される。処理回路１５は、設定機能１５３により、ユーザＦＯＶに応じて、サンプリング周波数を設定し、設定されたサンプリング周波数を、Ａ／Ｄ変換器１９３に出力する。例えば、設定機能１５３は、ユーザＦＯＶの大きさの逆数を定数倍することにより、オーバーサンプリングに対応するサンプリング周波数、換言するとサンプリング間隔を設定する。

処理回路１５は、特定機能１５１により、ロケータ画像に対して領域検出処理を実行し、ロケータ画像における信号領域を特定する。なお、ロケータ画像における信号領域の特定は、領域検出処理によるものに限定されない。信号領域は、例えば、入力インターフェース１２７を介したユーザの指示により特定されてもよい。このとき、システム制御回路１２３は、プリスキャン画像をディスプレイ１２９に表示させる。すなわち、ディスプレイ１２９は、システム制御回路１２３による制御の元で、ロケータ画像を表示する。入力インターフェース１２７は、表示されたロケータ画像に対して、信号領域を特定する入力指示を、ユーザの操作により入力する。これにより、処理回路１５は、特定機能１５１により、信号領域を特定する。

処理回路１５は、設定機能１５３により、本スキャンにより受信されたＭＲ信号に対して適用されるローパスフィルタ１９１のカットオフ周波数を設定する。具体的には、設定機能１５３は、本スキャンにおける傾斜磁場の強度とユーザＦＯＶとに基づいて、仮のカットオフ周波数（以下、仮遮断周波数と呼ぶ）を設定する。例えば、設定機能１５３は、以下の式におけるローパスフィルタ１９１の帯域を用いて、仮遮断周波数を設定する。
ユーザＦＯＶ［ｃｍ］ ＝ （２ × ローパスフィルタの帯域［Ｈｚ］） ／ 読み出し傾斜磁場強度［Ｈｚ／ｃｍ］
上式において、読み出し傾斜磁場強度は、本スキャンにおける傾斜磁場の強度に対応する。

次いで、設定機能１５３は、仮遮断周波数を画像空間に変換して、特定された信号領域と比較する。以下、画像空間に変換された仮遮断周波数を、仮遮断位置と呼ぶ。設定機能１５３は、本スキャンにおける複数のリードアウト方向各々において、仮遮断位置により規定されるローパスフィルタ１９１の通過帯域からはみ出た信号領域のうち、仮遮断位置から最も遠い位置（以下、最遠位置と呼ぶ）を特定する。設定機能１５３は、最遠位置に対応する周波数（以下、最遠周波数と呼ぶ）を、カットオフ周波数として設定する。なお、設定機能１５３は、最遠周波数にさらに所定のマージンの周波数を加えた周波数を、カットオフ周波数として設定してもよい。

すなわち、設定機能１５３は、ＭＲ信号の発生に関する信号領域を包含するように、カットオフ周波数を設定する。カットオフ周波数の設定は、例えば、仮遮断周波数によるＭＲ信号の通過帯域を、拡大することに相当する。なお、ＭＲ信号の発生に関する信号領域を包含するように、カットオフ周波数を設定することは、入力インターフェース１２７を介したユーザの指示により設定されてもよい。

なお、設定機能１５３は、ｋｘ方向に対するリードアウト方向の角度に応じて、リードアウト方向ごとにカットオフ周波数を設定してもよい。また、設定機能１５３は、本スキャンのシーケンスに応じた定数を仮遮断周波数に乗ずることによりカットオフ周波数を設定してもよい。これらの場合、設定機能１５３は、本スキャンにより受信される複数のＭＲ信号各々の信号量が本スキャンにおける複数のリードアウト方向によらずに一定となるようにカットオフ周波数を設定する。設定機能１５３は、設定されたカットオフ周波数を、ローパスフィルタ１９１に出力する。

撮像制御回路１２１は、被検体Ｐに対する本スキャンとしてラディアル収集を実行する。具体的には、撮像制御回路１２１は、本スキャンにおける一つのリードアウト方向に沿って撮像を実行する。これにより、受信コイル１１７は、当該リードアウト方向におけるＭＲ信号を受信する。受信コイル１１７により受信されたＭＲ信号は、受信回路１１９に出力される。このとき、ＭＲ信号は、検波器により検波される。

ローパスフィルタ１９１は、設定されたカットオフ周波数を用いて、検波後のＭＲ信号をフィルタリングする。ローパスフィルタ１９１によるＭＲ信号のフィルタリングは、ユーザＦＯＶより外側の不必要な信号を低減する。これにより、ＭＲ信号などのＳ／Ｎが向上する。フィルタリングされたＭＲ信号は、Ａ／Ｄ変換器１９３へ出力される。

Ａ／Ｄ変換器１９３は、設定されたサンプリング周波数を用いて、ローパスフィルタ１９１から出力されたＭＲ信号をサンプリングする。これにより、Ａ／Ｄ変換器１９３は、ＭＲデータを生成する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１９３は、ローパスフィルタ１９１を通過したＭＲ信号に対して、サンプリング周波数でＡ／Ｄ変換を実行し、ＭＲデータを生成する。ＭＲデータは、撮像制御回路１２１を介して、メモリ１３に記憶される。本スキャンにおいて予め設定された全リードアウト方向（すなわち、リードアウト方向のトラジェクトリーｋＴｒａの全本数）に対して、ＭＲ信号の収集が完了していれば、画像生成処理が開始される。

（画像生成処理）
（ステップＳ５０１）
処理回路１５は、取得機能１５５により、ＭＲデータと複数の感度マップとをメモリ１３から取得する。なお、ＭＲＩ装置１００に画像生成装置１が搭載されていない場合、取得機能１５５は、通信インターフェース１１およびネットワークを介して、ＭＲＩ装置により生成されたＭＲデータと複数の感度マップとを、当該ＭＲＩ装置から取得する。

図６は、ｋ空間ｋｓにおいて、リードアウト方向ＲＯＤに沿ったサンプリング点ＳＰにおけるＭＲデータＭＲＤの一例を示す図である。図６に示すように、ＭＲデータＭＲＤは、リードアウト方向ＲＯＤに沿った本スキャンにより収集される。

（ステップＳ５０２）
処理回路１５は、展開データ生成機能１５７により、全コイルエレメントに関する複数の感度マップとリードアウト方向ごとのＭＲデータとを用いて、リードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換を実行する。１次元フーリエ変換としては、例えば、ＮＵＦＦＴが用いられる。これにより、展開データ生成機能１５７は、リードアウト方向に沿った１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成する。本スキャンに関する全てのリードアウト方向に関してリードアウト方向を示す角度の順に展開データを配置したデータは、投影データやサイノグラムと称される。

例えば、展開データ生成機能１５７は、以下に示す式（１）により、リードアウト方向ごとに展開データを生成する。式（１）の実行に関するアルゴリズムは、メモリ１３に記憶される。

式（１）における左辺は、リードアウト方向

における展開データを示している。また、式（１）の右辺は、Ｌ２ノルムに関してコイルエレメントｉに関する総和と、リードアウト方向

における変数としての展開データ

を引数とする正則化項

との和を、変数としての展開データ

を変化させて最小化させることを示している。

すなわち、式（１）の右辺において、最小値を与える引数

が、展開データ

に相当するものとなる。

式（１）の右辺におけるＬ２ノルムにおいて、

は、ｉ番目のコイルエレメントにおいてリードアウト方向が

におけるＭＲデータを示している。また、Ｓ_ｉは、コイルエレメントｉにおける感度マップを示している。また、

は、ｉ番目のコイルエレメントの感度マップＳ_ｉと変数としての展開データ

との積に対して、リードアウト方向

に沿って１次元フーリエ変換を実行することを示している。

展開データ生成機能１５７は、式（１）の右辺を最小化するように、変数としての展開データ

を計算することで、リードアウト方向ごとに展開データ

を生成する。展開データ生成機能１５７は、生成された展開データを、該当するリードアウト方向とともに、メモリ１３に記憶させる。本ステップにおける処理は、本スキャンのおける全てのリードアウト方向に実行される。なお、展開データ生成機能１５７は、式（１）における正則化項として、圧縮センシング（ＣＳ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｓｅｎｓｉｎｇ）や超解像に関する正則化項を用いて、展開データを生成してもよい。

図７は、リードアウト方向ＲＯＤに関して、複数の感度マップによって展開される前の１次元画像空間における１次元画像１ＤＩを示している。このとき、１次元画像１ＤＩにおけるユーザＦＯＶ ＵＦにおいて、折り返しが現れる。図８は、本ステップにおいて、複数の感度マップにより折り返しの展開処理が実行された展開データＮＷＩを示している。図８に示す展開データＮＷＩは、式（１）に示すように、図７に示す１次元画像１ＤＩに対する１次元的な感度エンコーディング（以下、ＳＥＮＳＥ（ＳＥＮＳｉｔｉｖｉｔｙ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）により生成されることとなる。

図８に示すように、展開データＮＷＩにおける撮像視野ＥＦＯＶは、展開処理により、ユーザＦＯＶ ＵＦに比べて拡張（拡大）されている。すなわち、展開データは、リードアウト方向に沿った１次元画像空間において、当該リードアウト方向にＦＯＶを拡大した拡大ＦＯＶに包含される１次元画像データに相当する。また、カットオフ周波数は、ＭＲ信号の発生に関する信号領域を包含するように設定されている。このため、図８に示すように、折り返しの展開において、データの欠損は、生じていない。図７に対して図８におけるＦＯＶの拡大は、サンプリングレート高くすること、すなわちサンプリング間隔を短くすること（オーバーサンプリング）に相当する。

（ステップＳ５０３）
処理回路１５は、補完データ生成機能１５９により、展開データＮＷＩに対してリードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を、リードアウト方向ごとに実行する。これにより、補完データ生成機能１５９は、ＭＲデータに対してデータが補完された補完データを生成する。以下の式（２）は、本ステップで実行される１次元逆フーリエ変換により補完データを生成する数式を示している。式（２）の実行に関するアルゴリズムは、メモリ１３に記憶される。

式（２）における左辺は、リードアウト方向

における補完データを示している。また、式（２）における右辺は、リードアウト方向

における展開データ

に対して、リードアウト方向

に沿って１次元逆フーリエ変換を実行することを示している。

補完データ生成機能１５９は、式（２）を使った計算により、リードアウト方向ごとの補完データ

を生成する。補完データ生成機能１５９は、生成された補完データを、該当するリードアウト方向とともに、メモリ１３に記憶させる。本ステップにおける処理は、本スキャンのおける全てのリードアウト方向に実行される。

図９は、図６に示すＭＲデータＭＲＤにより生成された補完データＣＰＤの一例を示す図である。図９に示すように、補完データＣＰＤは、ｋ空間ｋｓにおいて、リードアウト方向ＲＯＤに沿ったオーバーサンプリング点ＯＳＰに位置する。図６と比較して図９に示すように、図９に示す補完データＣＰＤは、図６に示すＭＲデータＭＲＤの生成におけるＡ／Ｄ変換の前のＭＲ信号に対するサンプリングレートより高いサンプリングレートで、ＭＲ信号をオーバーサンプリングしたｋ空間データに対応する。すなわち、補完データＣＰＤは、Ａ／Ｄ変換器１９３で用いられるサンプリングレートより高いサンプリングレートでＭＲ信号に対してサンプリングを行ったディジタルデータに相当する。換言すれば、換言すれば、図９に示す補完データＣＰＤは、図６に示すＭＲデータに対して、当該ＭＲデータの元となるＭＲ信号のオーバーサンプリングによる新たなデータを補間したデータに相当する。

（ステップＳ５０４）
処理回路１５は、画像生成機能１６１により、本スキャンにおける全てのリードアウト方向に関する補完データに基づいてＭＲ画像を生成する。具体的には、リードアウト方向に応じてｋ空間ｋｓに配置された補完データに対して、一般的な再構成手法を適用することにより、本スキャンに関するＭＲ画像を生成する。画像生成機能１６１は、生成されたＭＲ画像を、メモリ１３に記憶させる。このとき、システム制御回路１２３は、生成されたＭＲ画像を、ディスプレイ１２９に表示させてもよい。また、ＭＲＩ装置１００に画像生成装置１が搭載されていない場合、生成されたＭＲ画像は、通信インターフェース１１およびネットワークを介して、例えば、ＰＡＣＳのサーバやＨＩＳのサーバなどに出力される。

以上に述べた実施形態に係る画像生成装置１によれば、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたＭＲデータと、ＭＲデータの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得し、リードアウト方向ごとのＭＲデータと複数の感度マップとを用いてリードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成し、展開データに対してリードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、ＭＲデータに対してデータが補完された補完データを生成し、補完データに基づいてＭＲ画像を生成する。

本実施形態における画像生成装置１により生成される補完データは、ＭＲデータの生成におけるＡ／Ｄ変換の前のＭＲ信号（本スキャンにより受信コイル１１７において受信されたＭＲ信号）に対するサンプリングレートより高いサンプリングレートで当該ＭＲ信号をオーバーサンプリングしたｋ空間データに対応する。

また、本実施形態における画像生成装置１において用いられるＭＲデータは、ユーザＦＯＶに応じて設定されたサンプリングレートで磁気共鳴信号をサンプリングすることにより生成され、ＭＲ信号は、設定機能１５３により予め設定されたカットオフ周波数を用いた低域通過フィルタにより、受信コイル１１７により受信されたＭＲ信号をフィルタリングすることにより生成される。

また、本実施形態におけるＭＲＩ装置１００において用いられるカットオフ周波数は、ユーザＦＯＶに応じて設定されたサンプリングレートよりも高い。例えば、カットオフ周波数は、複数のリードアウト方向に対応する複数のＭＲ信号各々の信号量が複数のリードアウト方向によらずに一定となるように、設定機能１５３により設定される。また、カットオフ周波数は、複数のリードアウト方向に対応する複数のＭＲ信号の発生に関する信号領域を包含するように、設定機能１５３により設定される。これらのことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ＭＲ信号の発生に関する信号領域ＳＡを包含するように、カットオフ周波数を設定することができる。これにより、本ＭＲＩ装置１００によれば、複数のリードアウト方向に対応する複数のＭＲ信号各々の信号量が複数のリードアウト方向によらずに一定となるように、カットオフ周波数を設定することができる。

以上のことから、実施形態に係る画像生成装置１によれば、リードアウト方向が変化するスキャンにおいてＭＲＩ装置１００の性能の限界などにより十分なオーバーサンプリングが実行できない場合であっても、当該性能の限界を超えたオーバーサンプリングに対応する補完データを生成することができ、ｋ空間上で一貫性のあるｋ空間データを生成することが可能となる。これにより、本画像生成装置１によれば、ストリークの少ない高画質が画像を得ることが可能となる。

図１０は、比較例として十分なオーバーサンプリングができていないＭＲデータに対して既存の再構成手法により生成されたＭＲ画像（１）と、本実施形態における画像生成処理により補完データに基づいて生成されたＭＲ画像（２）との一例を示す図である。図１０に示すように、本実施形態における画像生成処理により生成されたＭＲ画像（２）は、ＭＲ画像（１）に比べて、ストリークアーチファクトなどが低減され、画質が向上している。したがって、本実施形態の画像生成装置１によれば、図１０に示すように、ＭＲＩ装置１００の性能限界などにより十分なオーバーサンプリングが実施できない場合であっても、本スキャンに関して、画質を向上させたＭＲ画像を生成することができる。

本実施形態における技術的思想を画像生成方法で実現する場合、当該画像生成方法は、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたＭＲデータと、当該ＭＲデータの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得し、リードアウト方向ごとのＭＲデータと複数の感度マップとを用いてリードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成し、展開データに対してリードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、ＭＲデータに対してデータが補完された補完データを生成し、補完データに基づいてＭＲ画像を生成する。本画像生成方法に関する画生成処理の手順および効果は、実施形態の記載と同様なため、説明は省略する。

本実施形態における技術的思想を画像生成プログラムで実現する場合、当該画像生成プログラムは、コンピュータに、第１のリードアウト方向と第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集されたＭＲデータと、当該ＭＲデータの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得し、リードアウト方向ごとのＭＲデータと複数の感度マップとを用いてリードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成し、展開データに対してリードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、ＭＲデータに対してデータが補完された補完データを生成し、補完データに基づいてＭＲ画像を生成すること、を実現させる。

例えば、ＭＲＩ装置１００などのモダリティやＰＡＣＳサーバなどにおけるコンピュータに画像生成プログラムをインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても、画像生成処理を実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。画像生成プログラムによる画像生成処理の手順および効果は、本実施形態と同様なため、説明は省略する。

以上説明した少なくとも１つの実施形態等によれば、画質を向上させた磁気共鳴画像を生成することができる。すなわち、少なくとも１つの実施形態等によれば、リードアウト方向が変化するスキャンにおいて、十分なオーバーサンプリングが実行できない場合であっても、ｋ空間上で一貫性のあるデータ（補完データ）を生成することが可能となり、ストリークの少ない高画質なＭＲ画像を得ることが可能となる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 画像生成装置
１１ 通信インターフェース
１３ メモリ
１５ 処理回路
１００ 磁気共鳴イメージング装置
１０１ 静磁場磁石
１０３ 傾斜磁場コイル
１０５ 傾斜磁場電源
１０７ 寝台
１０９ 寝台制御回路
１１１ ボア
１１３ 送信回路
１１５ 送信コイル
１１７ 受信コイル
１１９ 受信回路
１２１ 撮像制御回路
１２３ システム制御回路
１２７ 入力インターフェース
１２９ ディスプレイ
１５１ 特定機能
１５３ 設定機能
１５５ 取得機能
１５７ 展開データ生成機能
１５９ 補完データ生成機能
１６１ 画像生成機能
１９１ ローパスフィルタ
１９３ Ａ／Ｄ変換器

Claims (6)

1. 第１のリードアウト方向と前記第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集された磁気共鳴データと、前記磁気共鳴データの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得する取得部と、
   前記リードアウト方向ごとの前記磁気共鳴データと前記感度マップとを用いて前記リードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換をリードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成する展開データ生成部と、
   前記展開データに対して前記リードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、前記磁気共鳴データに対してデータが補完された補完データを生成する補完データ生成部と、
   前記補完データに基づいて磁気共鳴画像を生成する画像生成部と、
   を備える画像生成装置。
2. 前記補完データは、前記磁気共鳴データの生成におけるアナログディジタル変換の前の磁気共鳴信号に対するサンプリングレートより高いサンプリングレートで前記磁気共鳴信号をオーバーサンプリングしたｋ空間データに対応する、
   請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記磁気共鳴データは、撮像視野に応じて設定されたサンプリングレートで磁気共鳴信号をサンプリングすることにより生成され、
   前記磁気共鳴信号は、予め設定されたカットオフ周波数を用いた低域通過フィルタにより、前記コイルエレメントにより受信された磁気共鳴信号をフィルタリングすることにより生成され、
   前記カットオフ周波数は、前記サンプリングレートよりも高い、
   請求項１または２に記載の画像生成装置。
4. 前記カットオフ周波数は、複数のリードアウト方向に対応する複数の磁気共鳴信号の発生に関する信号領域を包含するように設定される、
   請求項３に記載の画像生成装置。
5. 第１のリードアウト方向と前記第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集された磁気共鳴データと、前記磁気共鳴データの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得し、
   前記リードアウト方向ごとの前記磁気共鳴データと前記感度マップとを用いて前記リードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成し、
   前記展開データに対して前記リードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、前記磁気共鳴データに対してデータが補完された補完データを生成し、
   前記補完データに基づいて磁気共鳴画像を生成する、
   ことを備える画像生成方法。
6. コンピュータに、
   第１のリードアウト方向と前記第１のリードアウト方向に交差する第２のリードアウト方向とを含む複数のリードアウト方向について収集された磁気共鳴データと、前記磁気共鳴データの収集に用いられる複数のコイルエレメントに対応する複数の感度マップとを取得し、
   前記リードアウト方向ごとの前記磁気共鳴データと前記感度マップとを用いて前記リードアウト方向に沿った１次元フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、１次元画像空間において折り返しが展開された展開データを生成し、
   前記展開データに対して前記リードアウト方向に沿った１次元逆フーリエ変換を前記リードアウト方向ごとに実行することにより、前記磁気共鳴データに対してデータが補完された補完データを生成し、
   前記補完データに基づいて磁気共鳴画像を生成すること、
   を実現させる画像生成プログラム。

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